CN211150722U - 一种电池散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池散热结构，包括由内之外依次设置于电池组表面的导热胶层、模组底壳、导热垫、液冷板以及设置与相邻两电芯之间的复合泡棉。本实用新型所述的减小了热阻，降低了重量，提升了能量密度，延缓了热失控的发生。

Description

一种电池散热结构

技术领域

本实用新型属于新能源汽车行业电池系统技术领域，尤其是涉及一种电池散热结构。

背景技术

近年来，中国主要城市的持续雾霾使得人们对于环境问题的关注日益增加，在此背景下，国内外的车企们纷纷推出以混合动力、纯电动为主的新能源汽车。然而在新能源汽车行驶过程中，动力电池在充放电过程中发生复杂的化学反应，容易在电池内部积累大量热量，造成电池工作温度上升，若不能及时将热量传导出去，会造成电池寿命缩短及电池燃烧爆炸等问题，有效解决电池散热问题对电动汽车安全行驶非常重要。

现有技术中新能源电池的内部具体的散热结构，以两组BLOCK为例，参照图1，每组BLOCK由两块电芯、一块泡棉和散热铝板组成，其热传递的路径为：电芯-铝板-胶-模组底壳-导热垫-液冷板，此时的热阻为2.3K/W。热阻大包括如下原因：

(1)由于散热铝板与电芯封边不能完全接触，且导热胶很难能够填充散热铝板和电芯封边之间的空隙，中间都是空气，因此会产生很大的热阻；

(2)由于电芯平面度的原因，软包电芯表面会凹凸不平，电芯与散热铝板之间会有空隙，热阻也会增大；

(3)通过电芯的热导率可知，电芯在垂直极片方向的热传导率在3.9左右，在平行极片方向的热传导率在19.6左右，垂直极片方向的热传导率小，散热铝板的厚度在0.4-0.5之间，散热铝板比较薄，能带走的热量很少。

另外，散热铝板要和BLOCK框架固定在一起，有散热铝板就需要BLOCK框架的存在，重量增加；电芯和散热铝板不能直接接触，需要在电芯上做绝缘防护等等。由于热阻大、重量重，且绝缘防护影响工时且成本高等原因，亟待对电池的散热结构形式进行了优化和改进。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电池散热结构，以解决现有技术中的散热结构热阻大、重量重，且绝缘防护影响工时且成本高的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电池散热结构，包括由内之外依次设置于电池组表面的导热胶层、模组底壳、导热垫、液冷板以及设置与相邻两电芯之间的复合泡棉。

进一步的，所述复合泡棉包括两层泡棉以及设置在两层泡棉之间的隔热层。

进一步的，所述模组底壳的材质为金属铝。

进一步的，所述模组底壳的热阻为1.1K/W。

进一步的，所述导热胶层为导热结构胶层，其导热系数约为1，拉伸强度为7Mpa。

进一步的，所述隔热层为云母片。

进一步的，所述云母片与泡棉一体发泡成型。

相对于现有技术，本实用新型所述的电池散热结构具有以下优势：

(1)本实用新型所述的电池散热结构，由于平行于极片方向的热传导率较高，导热胶层直接与电芯接触，并且能够填充电芯封边与芯包主体之间的空隙，有效降低热阻；

(2)本实用新型所述的电池散热结构中由于电芯平面度的影响，在电芯之间增加泡棉，不但吸收了电芯的公差，还能够吸收电芯的膨胀；

(3)本实用新型所述的电池散热结构中为了延缓热失控的扩散，在电芯与电芯之间除了增加泡棉，还在泡棉内部增加了耐热的云母片，云母片和泡棉一体发泡成型，能够有效延缓热失控的传递；

(4)本实用新型所述的电池散热结构中去掉了散热铝板和BLOCK，有效降低了模组的重量，提高了能量密度；

(5)本实用新型所述的电池散热结构中为了弥补取消散热铝板和BLOCK框架引起的强度减弱，将导热胶为导热结构胶，导热系数约为1，拉伸强度在7Mpa，既将热量导出，又增强了模组的强度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的电池散热结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的电池散热结构中泡棉与云母片的结构示意图；

图3为现有技术中电池散热结构的结构以及热传导路径示意图；

图4为本实用新型实施例所述的电池散热结构的结构以及热传导路径示意图。

附图标记说明：

1、电芯；2、复合泡棉；3、导热胶层；4、模组底壳；5、导热垫；6、液冷板；21、泡棉；22、云母片；7、铝板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参照图3，现有技术中的散热结构如下：以两组BLOCK为例，每组BLOCK由两块电芯1、一块泡棉21和散热铝板7组成，其热传递的路径为：电芯1-铝板7-胶-模组底壳4-导热垫5-液冷板6，此时的热阻为2.3K/W。另外，相邻的两组BLOCK之间也会有热量传递。造成热阻较大的原因有：散热铝板7与电芯1之间有间隙，导热胶无法完全填充，缝隙中的空气加大热阻，电芯1表面凹凸不平，电芯1与散热铝板7之间缝隙中的空气进一步加大了热阻，另外在实际应用过程中，由于散热铝板7的厚度比较薄，能传导的热量很少。综上，现有技术中的电池模组的热阻可达到2.3K/W，严重影响了电池整体的安全性能和使用寿命。

参照图1、2和图4，本实用新型提供了一种电池散热结构，包括由内之外依次设置于电池组表面的导热胶层3、模组底壳4、导热垫5、液冷板6以及设置与相邻两电芯1之间的复合泡棉2。

本实施例中，复合泡棉2包括两层泡棉21以及设置在两层泡棉21之间的隔热层。作为本实施例的优选，隔热层为云母片22或其他隔热材料，如陶瓷等。泡棉21不仅能够吸收电芯1的公差，还能够吸收电芯1的膨胀。作为本实用新型的另一个优选，隔热层与泡棉21一体发泡成型。

模组底壳4的材质为金属铝，便于热传导，模组底壳4的热阻为1.1K/W。

导热胶层3为导热结构胶层，其导热系数约为1，拉伸强度为7Mpa。该强度的导热结构胶，既将热量导出，又增强了模组的强度。

本实用新型的散热结构将BLOCK框架去掉散热铝板7，使导热胶与电芯1直接接触，减小了热阻，降低了重量，提升了能量密度，延缓了热失控的发生。

建议在此部分添加针对有益效果(减小了热阻，降低了重量，提升了能量密度，延缓了热失控的发生)的数据支撑来提高授权概率，减低授权风险。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电池散热结构，其特征在于：包括由内之外依次设置于电池组表面的导热胶层、模组底壳、导热垫、液冷板以及设置与相邻两电芯之间的复合泡棉。

2.根据权利要求1所述的电池散热结构，其特征在于：所述复合泡棉包括两层泡棉以及设置在两层泡棉之间的隔热层。

3.根据权利要求1所述的电池散热结构，其特征在于：所述模组底壳的材质为金属铝。

4.根据权利要求3所述的电池散热结构，其特征在于：所述模组底壳的热阻为1.1K/W。

5.根据权利要求1所述的电池散热结构，其特征在于：所述导热胶层为导热结构胶层，其导热系数约为1，拉伸强度为7Mpa。

6.根据权利要求2所述的电池散热结构，其特征在于：所述隔热层为云母片。

7.根据权利要求6所述的电池散热结构，其特征在于：所述云母片与泡棉一体发泡成型。

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